Captiv Motion人机工效分析系统
2017年06月26日 17:13  Captiv Motion人机工效分析系统

概述

法国INRS与 法国TEA公司联合开发的Captiv Motion可穿戴人体运动捕捉与人机工效分析系统是全球*个基于无线惯性传感技术的全身三维动作捕捉及工效学评价系统。Captiv Motion系统结合了加速度传感器、陀螺仪、方位传感器实时采集人体动作，位置，速度，关节角度，扭矩（可用数据包括：Flexion / extension,弯曲/伸展；Abduction / adduction,外展/内收；Torsion,扭转以及Angular velocity,角速度与Angular acceleration.角加速度等。）等信息，实时同步结合可穿戴无线眼动仪、可穿戴无线脑电仪、以及无线人因传感器（肌电、心电、皮电、皮温、体温。。。），对数据无损耗，既可以基于实验室进行模拟实验，也可完全脱离固定场地在野外真实世界进行现场研究。可实时显示被捕捉者的动作及各种测量数据，具有传统的人机工程分析系统以及人体动作捕捉系统无可比拟的优势。

先进的数据同步采集分析功能

· 移动眼动追踪

· 无线脑电测量

· 角度测量

· 力量测量

· 基于皮电及心率的情绪评估

Captiv可穿戴动作捕捉系统，可代替测角计及扭矩计的功能，能够计算3D空间内四肢/关节的方向以及旋转性。该系统具有高鲁棒性/稳定性（对金属以及磁场环境不敏感），追踪更快，允许提供CAPTIV交钥匙解决方案，是当前世界上*一款动作捕捉设备可以同其他人因工效研究设备实时同步采集数据的工效学研究平台系统。

系统特点

· 无线、实时进行人体动作捕捉及人机数据分析，对动作无束缚

· 误差小、度高、无漂移

· 安装仅需5分钟，不需要穿戴配套服装

· 无需特定实验室，可在室内和室外任意场地测试

· 数据可以使用存储卡记录模式，活动空间不受限制

· 软件及硬件支持无线表面肌电、无线脑电、无线眼动、无线生理、行为视频等设备的同步采集

· 实时大脑认知、视觉注意力、情绪变化、行为视频及生物力学分析数据窗口同时显示

· 同步分析角度、角速度、力量、情绪评估等多维数据

· 数据可回放、动作可分析、追踪、调整

· 无需进行数据整理、过滤和后期加工

· 超出捕捉范围无需重新校对

· 可将分析数据以Excel表格的形式导出

· 可输出通用的动态捕捉文件格式及BVH 数据

· 可连续测试8小时以上

· 环境适应性强，可在+50至-50度的环境下工作

规格参数

常规技术规格

陀螺仪采样率

128 Hz

加速度采样率

  128 Hz

磁力仪采样率

  128Hz

校准

静止位置

传感器数量

全身15个惯性动作捕捉传感器

通道数

4 (Quaternion) /每个传感器

A/V行为数据同步

支持（实时、非实时）

眼动数据同步

支持（实时、非实时）

生理数据同步

支持（实时、非实时）

测量范围（每轴）

加速度

+/ - 16g

陀螺仪

+/ - 2000°/s

磁力计

+/ - 2.5gauss

静态精度

头部静态精度

3°

Pitch, Roll

0.5°

机械规格

传感器尺寸

60x35x 15 mm

传感器重量

30g

操作条件

温度

0°C~40°C

湿度

<60％

耐冲击性

2000克

2、Captiv人机工程分析系统的应用
Captiv人机工程分析系统研究应用领域：人因工程、人的因素研究、作业环境安全研究、心理学研究、行为观察评估、人机界面设计、产品（广告）营销、汽车/航空驾驶（交通安全）、工业管理、工业设计、产品可用性测试/用户体验、人机交互研究、职业安全与健康评估、生物力学及生理学研究、环境行为研究、体育科学研究。

3D虚拟现实环境：为实现人与虚拟环境及系统的交互，必须确定参与者的头部、手、身体等的位置与方向，准确地跟踪测量参与者的动作，将这些动作实时检测出来。这些工作对虚拟现实环境研究是必不可少的，Captiv可穿戴动作捕捉系统很好的解决了这一问题。

人机交互/人因工程领域：人机交互功能在工作场所的应用已变得越来越重要。例如，装配线生产中，由于Captiv可穿戴动作捕捉系统的重量轻，便于携带因此不会妨碍正常工作，所以被测试者可以进行正常的工作活动的同时，其运动能够被从远处记录，这就意味着研究人员能够不必进入工作区域就能够对工作人员的活动进行评估。

交通安全领域：例如，Captiv可穿戴动作捕捉系统可以捕获驾驶员车辆运行中或坐入、退出车辆时的人机交互运动，同时获得随着时间的推移姿势的变化的分析，以及对现实场景的反应和进行各种控制时对姿势变化的评估等。

体育运动领域：Captiv可穿戴动作捕捉系统可以捕捉运动员的动作，便于进行量化分析，结合人体生理学、物理学原理，研究改进的方法，使体育训练摆脱纯粹的依靠经验的状态，进入理论化、数字化的时候。还可以把成绩差的运动员的动作捕捉下来，将其与运动员的动作进行对比分析，从而帮助其训练。

另外，在人体工程学研究、模拟训练、生物力学研究等领域，Captiv可穿戴动作捕捉系统同样具有重要的研究意义。

3、Captiv Coding行为观察分析系统软件模块
在某种特定物理环境以及某种工作条件下对人类动作、行为以及生理指标的观察是研究人类行为的基本方法，行为学研究的基本技术是记录在某种环境下人在什么时候做了什么，需要记录这些行为在哪里发生以及和谁发生的。你可以手动记录以及编码各种行为。所有的数据流可以同时回放。记录被研究对象各种行为发生的时刻、发生的次数和持续的时间，然后进行统计处理，得到分析报告。

Captiv系统可以用来记录分析被研究对象的动作，姿势，运动，位置，表情，情绪，社会交往，人机交互等各种活动，通过分析可以得出各种行为*次发生的时间、总计发生的次数、频率、每次发生的时间、总的持续时间、总的持续时间在全部观察时间中所占的百分比、zui短的持续时间、zui长的持续时间、平均的持续时间、总持续时间、持续时间的标准差、持续时间间隔置信区间等。，这将会给您提供一个zui佳的解决方案。

4、Captivfacecoding面部表情分析系统软件模块
（1）通过视频和图像识别技术来实现表情和情绪分析功能。全自动的识别面部图像特性的分析系统，可将表情划分为以下几类：高兴(happy),悲伤(sad),生气(angry),惊讶(surprised),厌恶(disgusted)。

（2）系统接受三种来源方式：视频文件，网络摄像头实时分析；分析图片文件。

（3）系统面部表情系统提供多种数据可视化图表，如饼图、曲线图，柱状图等，并且结合行为视频、生理、眼动、脑电等数据进行统计处理，得到分析报告。

（4）情绪分析模块，单独结合EDA数据进行基于事件相关的表情与皮电同步分析。

基于生理数据事件相关的行为分析模块

基于生理数据事件相关的行为编码分析模块：根据生理变化对应同步采集的行为视频进行编码，并记录被研究对象各种行为发生的时刻、发生的次数和持续的时间，然后进行统计处理，得到分析报告。

5、Captiv fortobii眼动数据同步模块
基于眼动数据事件相关的行为分析模块

基于眼动数据事件相关的行为编码分析模块：根据眼动兴趣区域对应同步采集的行为视频进行编码，并记录被研究对象各种注视行为发生的时刻、发生的次数和持续的时间，然后进行统计处理，得到分析报告。

6、Captiv Physio生理数据同步模块
INRS与法国TEA公司联合开发的无线生理记录仪是心理与行为研究中数据采集的的*科研产品，该系统采用的无线传感器技术，目前是世界上*的无线传感器技术，无需连接任何线缆的数据记录器与传感器实现通讯：让被试忘记连接线缆带来的约束与不适感觉，在操作作业中可以在完全自然不受任何干扰的状态下采集数据，行动完全自由！

1、无线记录仪：

数据记录仪与无线传感器之间的无线数据传输通讯之间无任何线缆连接，允许个体以真实自然的方式活动，行动完全自由。具有超大的触摸屏与功能强大的分析软件，针对需要专业研究的实验室或真实世界现场研究来说，无线传感器技术解决方案是您zui佳选择；系统中无线传感器可以与Tobii眼动仪同步采集数据，并且导入Captiv软件进行实时、同步、多维度分析。

无线传感器系统可以与行为数据音视频同步采集，并且在行为观察分析软件进行实时、同步、多维度分析，可以扩展同步眼动数据、生理学、生物力学、环境等数据。

技术指标：

（1）采样率：2048 Hz

（2）带宽： 2048 Hz

（3）通道数：16

（4）分辨率： 16 bits 

（5）数据传输：USB 2.0接口

（6）数据记录主机：117 x 73 x 23 mm

（7）显示屏：2,8”触屏

（8）重量： 170 g

（9）电源：集成电池, 通过USB 接口或者便携式箱

（10）存储： SD‐SDHC‐MMC

可以通过所有的无线传感器同步在线分析人体的动作次数、动作习惯、动作频率、持续时间等，情绪、紧张、反应状态的分析。

可穿戴生理记录仪具备无线传感器技术，所有的传感器与主机之间通过蓝牙无线传输数据，对作业人员没有任何干扰，数据可以通过无线同步传输至行为观察分析系统中与行为数据同步采集，结合同步的行为视频Video数据、眼动追踪ET数据、空间定位GPS数据等进行同步分析。

1）T-Sens无线肌电传感器

2）T-Sens 无线心电传感器
T-Sens无线肌电传感器能够测量表面肌电。肌电均方根数据值直接由T-Sens传感器进行统计计算。

T-Sens无线心电传感器能够采集心电原始信号。心电传感器有带标准电极连接线和胸带式两种

3）T-Sens无线心率传感器

T-Sens无线心率传感器能够通过胸带式传感装置采集心率值。常用于心理压力和紧张程度的分析、工作条件艰苦程度分析和工作表现评估。

4）T-Sens无线呼吸传感器

T-Sens无线呼吸传感器能够采集xiong部和腹部活动的信号，该装置可分析呼吸节律和振幅。

5）T-Sens无线温度传感器

T-Sens无线温度传感器能够采集机体皮肤温度和环境温度。可用于工作或作业条件艰苦程度分析和环境研究等。

6）T-Sens无线皮电传感器

T-Sens无线皮电传感器能够采集皮肤电信号。可用于压力负荷分析和生物反馈等。　　

7、系统兼容的数据来源列表
基于心理行为同步或者人机环境数据同步的多模式研究。

现在越来越多的研究人员把明显的观察结合其他的生理特征，如脑电波、眼睛的注视轨迹、心率、脉搏、人体运动速度、力量、GPS空间位置、物理环境变化等，进行人机环境同步研究。多源数据同步采集并且可以和视频匹配，可以降低研究的工作量以及提升度。

1、 眼动数据实时同步模块、Tobii眼动、faceLAB驾驶眼动仪

2、 脑电数据实时同步模块、Emotiv无线脑电、B-Alart无线脑电、Enobio无线脑电

3、生理与生物反馈数据实时同步模块、BioNeuro生物反馈仪、Captiv无线生理仪

4、物理环境数据实时同步模块、BAPPU环境测量

5、动作捕捉数据实时同步模块、T-sens Motion动作捕捉

6、生物力学数据实时同步模块、BioMetrics生物力学分析、T-sens生物力学传感器

7、表面肌电数据实时同步模块、sEMGT-sens表面肌电传感器

8、空间定位数据同步模块、T-BLET GPS无线传感器